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热闭孔微球隔膜对高镍高硅软包电池热安全改善研究
1
作者 黄佳苑 谢英朋 +3 位作者 赵瑞瑞 刘建华 刘金成 冀亚娟 《电源技术》 北大核心 2025年第3期555-562,共8页
高比能锂离子电池热安全问题凸显,亟待解决方案。基于PE微球的热闭孔隔膜(PX02隔膜),在120℃以下能快速热响应,关闭锂离子传输通道,防止电池进入自加温的热失控状态。研究表明:PX02隔膜实验组电池在高温外短路、8.4 V过充和150℃热滥用... 高比能锂离子电池热安全问题凸显,亟待解决方案。基于PE微球的热闭孔隔膜(PX02隔膜),在120℃以下能快速热响应,关闭锂离子传输通道,防止电池进入自加温的热失控状态。研究表明:PX02隔膜实验组电池在高温外短路、8.4 V过充和150℃热滥用下较PX00隔膜对照组电池热失控温升降低约10~20℃,热失控时间延缓11 min;通过电芯ARC热失控测试结果显示PX02隔膜实验组电池较商业化陶瓷隔膜对照组电池起始温度(θ_(1))升高了19℃,热失控触发温度(θ_(2))升高了16℃,延缓了电池热失控起始时间,安全性更高。此外,在电性能方面,PX02隔膜表现出较好的倍率及循环性能、高温存储性能。因此,PX02隔膜有望改善高镍/高硅体系商业化面临的热安全问题,加速下一代高比能硅基电池产品的落地和产业化。 展开更多
关键词 热闭孔微球隔膜 热响应功能 安全性 ARC热失控 高镍/高硅锂离子电池
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高镍/碳硅三元锂离子电池循环老化机理研究 被引量：2
2
作者 胡文豪 赵晨曦 +3 位作者 孙卓尔 张沛 王学辉 汪箭 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3504-3514,共11页
高镍锂离子电池具有能量密度大、功率密度大等特征,目前得到了广泛使用,但是老化造成的电池容量损失一直是制约高镍锂离子电池高效利用的问题。本工作对高镍/碳硅锂离子电池的老化机理进行了研究,开展了高镍/碳硅型锂离子电池循环老化实... 高镍锂离子电池具有能量密度大、功率密度大等特征,目前得到了广泛使用,但是老化造成的电池容量损失一直是制约高镍锂离子电池高效利用的问题。本工作对高镍/碳硅锂离子电池的老化机理进行了研究,开展了高镍/碳硅型锂离子电池循环老化实验,利用无损和有损测试全面分析了不同寿命阶段的高镍/碳硅三元锂离子电池老化模式并进行验证。分析结果表明,锂离子电池容量衰减呈现两个阶段;第一阶段电池容量呈线性损失,容量损失主要由锂离子的损失导致,老化主要机理是SEI膜的生长和负极材料的损失;第二阶段电池容量骤降,容量损失主要由锂离子损失和电导率损失共同导致,老化主要机理是正极材料的溶解与正极晶体的不可逆性改变和电池隔膜的堵塞;通过计算机断层扫描分析不同寿命阶段锂离子电池整体形貌表明电池生产过程中的初始影响对电池老化部位影响明显,XPS测试结果表明正负极表面钝化层在整个锂离子电池循环实验中不断增厚,且负极材料表面存在过渡金属Ni的沉积,极大地影响了电池的储能能力。本工作揭示了高镍/碳硅锂离子电池老化特性和机理,对高镍/碳硅锂离子电池的梯级利用具有重要理论指导意义。 展开更多
关键词 高镍/碳硅三元锂电池 电池容量损失 电化学特性 形貌特征 老化机理
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高能量密度与高功率密度兼顾型锂离子电池研究现状与展望 被引量：1
3
作者 刘通 杨瑰婷 +4 位作者 毕辉 梅悦旎 刘硕 宫勇吉 罗文雷 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期54-76,共23页
锂离子电池已成为当前应用最广泛的储能器件,能量密度、功率密度是评价其性能的两个重要参数。然而,高能量密度与高功率密度存在矛盾,有着“此消彼长”的现象。发展高能量密度和高功率密度兼顾型锂离子电池(简称双高型锂离子电池)对于... 锂离子电池已成为当前应用最广泛的储能器件,能量密度、功率密度是评价其性能的两个重要参数。然而,高能量密度与高功率密度存在矛盾,有着“此消彼长”的现象。发展高能量密度和高功率密度兼顾型锂离子电池(简称双高型锂离子电池)对于进一步满足高效能、现代化装备(如特种装备、电动无人机等)具有重要意义。关键新材料是决定双高型锂离子电池性能的基本和核心因素,电池性能的跃升需要从储能机制、新材料制备技术出发。本文首先介绍了双高型锂离子电池的定义及关键性能指标,随后综述了双高型锂离子电池关键正极、负极材料及其改性策略等方面的研究进展,以及不同类型的电解质对锂离子电池性能的影响,并对双高型锂离子电池的设计和研发进行了讨论,总结了研究现状、面临的挑战和未来发展趋势,为下一代双高型锂离子电池的设计开发提供了新思路。 展开更多
关键词 双高型锂离子电池 高能量密度 高功率密度 高容量高倍率电极材料 高电压高导电电解质 电池设计
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锂离子电池在高海拔环境下的热特性
4
作者 杨勉 徐家斌 +3 位作者 刘静茹 夏明远 韩长江 时玮 《电池》 北大核心 2025年第1期85-91,共7页
锂离子电池在高海拔的环境中的相关热特性研究很重要。以三元材料锂离子电池为研究对象,通过搭建低气压实验平台,进行放电性能、热特性和阻抗特性测试。在58 kPa、75 kPa下,首次放电电压相较于常压最多下降0.099 V、0.061 V,容量最多下... 锂离子电池在高海拔的环境中的相关热特性研究很重要。以三元材料锂离子电池为研究对象,通过搭建低气压实验平台,进行放电性能、热特性和阻抗特性测试。在58 kPa、75 kPa下,首次放电电压相较于常压最多下降0.099 V、0.061 V,容量最多下降0.433 Ah、0.158 Ah;最大温差增长2.86℃、2.12℃,平均欧姆阻抗增长14.40 mΩ、8.13 mΩ,平均电荷转移阻抗增长0.51 mΩ、0.20 mΩ。基于集总参数法和阿伦尼乌斯公式对电池进行热仿真,并验证模型的准确性。 展开更多
关键词 锂离子电池 高海拔 热特性 热仿真 内阻
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锂离子电池高镍三元正极材料表面改性研究进展 被引量：2
5
作者 李静 梁雅文 +3 位作者 李威 叶飞 崔鑫炜 许春阳 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期41-48,共8页
高镍三元材料存在表面结构不稳定、锂镍混排、晶间裂纹等问题,导致材料的循环性能降低以及高比容量无法充分发挥,表面包覆是解决上述问题的主要手段。目前的包覆材料主要有电化学惰性材料、离子/电子电导性材料和复合包覆材料,从这三个... 高镍三元材料存在表面结构不稳定、锂镍混排、晶间裂纹等问题,导致材料的循环性能降低以及高比容量无法充分发挥,表面包覆是解决上述问题的主要手段。目前的包覆材料主要有电化学惰性材料、离子/电子电导性材料和复合包覆材料,从这三个方面综述了高镍三元材料的表面改性研究。介绍了不同类型包覆材料的界面改善稳定机制、离子在固液界面的迁移率提升机理、界面副反应抑制机制以及对材料电化学性能的影响,并对高镍三元正极材料包覆改性的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 高镍三元 正极材料 表面改性
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通过简单的浆料添加剂调整电极-电解液界面以实现稳定的高电压锂离子电池
6
作者 黄奥羽 许君 +6 位作者 黄玉 储圭 王卯 王黎丽 孙永奇 蒋臻 朱晓波 《物理化学学报》 北大核心 2025年第4期60-69,共10页
5 V级LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)作为无钴正极材料,满足了对廉价高性能锂离子电池(LIBs)日益增长的需求。然而,由于高工作电位,LNMO在与商用电解液的界面上存在不稳定性问题。本文提出使用硅酸四乙酯作为LNMO正极浆料添加剂。这种... 5 V级LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)(LNMO)作为无钴正极材料,满足了对廉价高性能锂离子电池(LIBs)日益增长的需求。然而,由于高工作电位,LNMO在与商用电解液的界面上存在不稳定性问题。本文提出使用硅酸四乙酯作为LNMO正极浆料添加剂。这种简单的方法能够在电极制备过程中在正极表面原位形成乙氧基官能化的聚硅氧烷薄膜。它不仅有助于形成稳固的人工正极-电解液界面,还能清除氢氟酸(HF)以抑制有害的化学串扰影响。因此,与原始正极相比,优化后的LNMO正极在半电池中表现出显著提高的循环稳定性(1000次循环后容量保持率为84.6%vs.51.4%),在与商用石墨负极配对的全电池中也是如此(500次循环后保持率为83.3%vs.53.4%),并在50℃的高温测试环境下和软包电池中进一步得到验证,这一简单策略有望为开发下一代高性能锂离子电池铺平道路。 展开更多
关键词 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4) 高电压 正极-电解质界面 浆料添加剂 过渡金属溶解 锂离子电池
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锂离子电池高镍层状正极材料循环稳定性研究进展 被引量：2
7
作者 刘娜 张锟 +8 位作者 田君 梁晓嫱 胡道中 王一拓 佟蕾 徐春常 田崔钧 高洪波 张跃强 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期62-73,共12页
高镍层状正极材料LiNi_(x)M_(1-x)O_(2)(x≥0.8,M=Co,Mn,Al等)由于高比容量、高工作电压和低成本,近年来成为混合动力电动汽车和电动汽车(EV)高能量密度锂离子电池最有前景的正极材料。电动汽车技术的进步要求锂离子电池具有约350 Wh... 高镍层状正极材料LiNi_(x)M_(1-x)O_(2)(x≥0.8,M=Co,Mn,Al等)由于高比容量、高工作电压和低成本,近年来成为混合动力电动汽车和电动汽车(EV)高能量密度锂离子电池最有前景的正极材料。电动汽车技术的进步要求锂离子电池具有约350 Wh·kg^(-1)的高能量密度、500 km的续航里程以用于商业应用。然而,高镍层状正极材料的容量快速衰减和结构不稳定性阻碍了其市场化应用。本文总结了高镍层状正极材料性能衰减的根本性问题,通过元素掺杂、元素比例、表层重构、颗粒排布、颗粒间填充、颗粒尺寸和单晶化等方面对改善高镍层状正极材料循环稳定性的最新进展进行了归纳,并指出未来可以尝试元素和结构协同构筑高结构强度高镍正极材料,以从根本上解决其深度脱锂下的结构和热稳定性难题,为高镍层状正极材料提供改性新工艺和新方法。 展开更多
关键词 高镍层状正极 锂离子电池 结构稳定性 循环稳定性
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锂离子电池高镍正极材料前体的制备工艺 被引量：2
8
作者 吴剑扬 王汝娜 +5 位作者 陈耀 申兰耀 于永利 蒋宁 邱景义 周恒辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期5079-5085,共7页
高镍三元正极材料因其高的充放电比容量(270mA·h/g),被认为是进一步提升锂离子电池能量密度的一种关键材料。高镍三元正极材料的前体通常采用共沉淀法制备,其性质对最终烧结得到的三元正极材料的性能有显著影响。在共沉淀反应制备... 高镍三元正极材料因其高的充放电比容量(270mA·h/g),被认为是进一步提升锂离子电池能量密度的一种关键材料。高镍三元正极材料的前体通常采用共沉淀法制备,其性质对最终烧结得到的三元正极材料的性能有显著影响。在共沉淀反应制备前体的过程中,氨含量、pH、反应温度、固含量、搅拌速率、杂质等诸多因素共同影响着产物的物理化学性质,增加了合成特定指标三元正极材料的难度。本文探究了具有不同粒径分布,镍含量(镍在镍钴锰三元素中的摩尔分数)分别为88%、90%、92%、94%的高镍三元前体的制备工艺与基本性质。进一步地,选择镍摩尔分数为94%的前体材料,从氨含量、pH及搅拌速率三个方面探究了合成参数对前体产物的影响,发现在相对较低的氨含量、pH以及搅拌速率条件下,更容易制备得到粒径分布均匀、形貌完好的前体,并且得到的三元材料具有更高的放电容量以及首圈库仑效率。 展开更多
关键词 电化学 制备 高镍材料 正极 锂离子电池 工艺
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锂离子电池高镍正极材料的制备及性能优化 被引量：1
9
作者 吴剑扬 申兰耀 +5 位作者 于永利 王汝娜 蒋宁 杨新河 邱景义 周恒辉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1387-1394,共8页
高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>8... 高镍三元正极材料具有很高的理论容量,可被用于提高锂离子电池体系的能量。目前研究较多的高镍材料是镍摩尔分数在三元素中占比为80%的LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2),但是为了追求更高的能量密度,具有更高镍摩尔分数(镍摩尔分数>88%)的超高镍材料也需要被研究。然而,镍含量的提升对材料结构稳定性造成的负面影响阻碍了高镍材料的实际应用。因此,优化高镍材料的制备工艺十分重要。本工作首先制备了镍摩尔分数为88%、90%、92%、94%以及98%的超高镍材料,探究了它们的基本物理化学性质与电化学性能,验证了镍摩尔分数提升对于材料容量和结构稳定性带来的影响。进一步地,本工作选取了镍摩尔分数为90%的高镍材料(Ni90),着重探究了烧结温度对其性质的影响,发现Ni90材料颗粒会随着烧结温度的上升而增大,而在750℃的适宜烧结温度下,材料能在结构和颗粒尺寸上达到平衡,得到倍率和循环综合性能最好的Ni90材料。同时,对于不同镍含量的材料,也需要选择适中的温度进行烧结,才能兼顾材料的性能与稳定性。 展开更多
关键词 电化学 制备 高镍材料 正极 锂离子电池
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火焰喷雾热解法生产锂离子电池高镍三元正极材料的技术经济分析 被引量：3
10
作者 杜文 王君雷 +2 位作者 徐运飞 李世龙 王昆 《储能科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期345-357,共13页
正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术... 正极材料约占锂离子电池制造成本的三成,是影响动力电池价格的主要因素;采用火焰喷雾热解法生产三元正极材料能耗低、设备少,可降低锂离子电池的制造成本。本文研究的主要目标是定量评估采用火焰喷雾热解法生产高镍三元正极材料的技术经济可行性。计算火焰喷雾热解法生产LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O(2)(NCM811)的原料、燃料、排放产物质量流量和盈亏平衡条件下的最低销售价格,并与传统共沉淀法比较。技术分析中物料与能量平衡计算结果表明,火焰喷雾热解法可使CO_(2)排放、电力消耗和用水消耗分别降低约41%、85%和29%。经济分析结果显示,盈亏平衡条件下NCM811材料的最低售价为221.1 CNY/kg,较当前市场销售价低约18%。最后,针对材料最低售价的敏感性分析结果显示,原材料成本是最敏感的因素,当原料价格降低25%时,盈亏平衡点售价可达172.0 CNY/kg。 展开更多
关键词 火焰喷雾热解 技术经济分析 高镍三元正极材料 锂离子电池
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锂离子电池高镍三元层状正极材料研究进展 被引量：4
11
作者 罗亚婷 石哲 +3 位作者 陆楚 马雯瑜 李海科 曹志杰 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期7-10,15,共5页
锂离子电池高镍三元正极材料因理论比容量高、成本低、结构稳定性好等优点而被广泛关注。然而,此类材料存在形成残留锂化合物、阳离子无序、电极表面重构、电解液副反应、晶内/晶间裂纹、热稳定性差等缺点,导致电池在使用过程中出现容... 锂离子电池高镍三元正极材料因理论比容量高、成本低、结构稳定性好等优点而被广泛关注。然而,此类材料存在形成残留锂化合物、阳离子无序、电极表面重构、电解液副反应、晶内/晶间裂纹、热稳定性差等缺点,导致电池在使用过程中出现容量衰减快、循环性能差、安全性能低等问题,严重阻碍了实际应用。以高镍三元正极材料为对象,从结构分类、存在问题、改性方法等三方面进行了较为全面的综述,以期为今后的研究人员提供有益的参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高镍三元层状氧化物 改性
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高比能锂离子电池高镍正极材料的表面包覆改性研究进展 被引量：1
12
作者 胡成志 王国贤 +4 位作者 唐伟建 李阿飞 陈章贤 杨则恒 张卫新 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4020-4036,F0002,共18页
层状镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,0<x+y<1)因具有能量密度高和成本低等优点,是备受关注的动力锂离子电池正极材料之一。然而,该材料在充放电循环过程中因锂离子脱出和晶格氧逸散引起的不可逆相变、过渡金属离子溶出等因素导致... 层状镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,0<x+y<1)因具有能量密度高和成本低等优点,是备受关注的动力锂离子电池正极材料之一。然而,该材料在充放电循环过程中因锂离子脱出和晶格氧逸散引起的不可逆相变、过渡金属离子溶出等因素导致容量衰减、结构损坏和安全隐患,严重制约了其在电动汽车上的应用。表面包覆改性技术通过增加正极材料与电解质之间的界面稳定性、抑制微裂纹产生以及提高电池的热稳定性,能够有效提升正极材料的循环稳定性和安全性能。本文在分析高镍三元正极材料界面降解机制的基础上,系统介绍本课题组在提升高镍正极材料电化学性能方面开展的一系列创新性包覆策略,旨在为高性能锂离子电池正极材料的开发应用提供新的思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 能量密度 高镍正极材料 界面降解 包覆改性
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锂离子电池高镍单晶正极材料研究进展
13
作者 尹延鑫 邱祥云 +2 位作者 李苗苗 张涛 戴作强 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期60-66,共7页
高镍单晶正极材料LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(0<x+y≤0.5)是锂电池最为重要的正极材料之一,具有循环性能优异和比容量高等优点,因此是目前相关领域研究的热点之一,具有广阔的发展前景。然而,该类材料仍存在离子扩散速率慢、晶体... 高镍单晶正极材料LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2)(0<x+y≤0.5)是锂电池最为重要的正极材料之一,具有循环性能优异和比容量高等优点,因此是目前相关领域研究的热点之一,具有广阔的发展前景。然而,该类材料仍存在离子扩散速率慢、晶体微裂纹、阳离子无序化、首圈库仑效率偏低等问题,这些问题严重阻碍了材料的发展进程。为了解决这些问题,国内外学者近年来针对高镍单晶正极材料的改性与优化做了大量的研究工作,并取得了较多的研究进展。综述了近年来单晶正极材料的研究成果,概括了单晶正极材料的结构、衰减机理及其问题改善策略。同时,侧重介绍了合成方面的改进和优化方法,并对未来单晶正极材料的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 正极材料 高镍单晶 改性优化 材料掺杂 材料包覆
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高炉渣提取硅制备高性能锂离子电池硅碳负极材料的研究
14
作者 刘思名 赵俊楷 +3 位作者 孟必成 张豪 田文鑫 俞娟 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第4期54-60,共7页
以高炉渣中提取的硅材料BFSi为硅源、聚丙烯腈(PAN)为碳源制备锂离子电池硅碳负极材料,研究了硅与聚丙烯腈的配比对BFSi@C材料电化学性能的影响。结果表明:BFSi与PAN质量比3∶1时制备的BFSi@C样品在0.5 A/g电流密度下初始充电比容量为18... 以高炉渣中提取的硅材料BFSi为硅源、聚丙烯腈(PAN)为碳源制备锂离子电池硅碳负极材料,研究了硅与聚丙烯腈的配比对BFSi@C材料电化学性能的影响。结果表明:BFSi与PAN质量比3∶1时制备的BFSi@C样品在0.5 A/g电流密度下初始充电比容量为1884.99 mAh/g,经过100次循环后,充电比容量仍有1509.32 mAh/g,容量保持率为80.07%;在高电流密度下,BFSi@C材料表现出优异的倍率性能。与商业硅材料相比,BFSi@C具有更高的循环容量和更好的倍率性能,在5 A/g电流密度下比容量高达538.31 mAh/g。 展开更多
关键词 高炉渣 硅材料 聚丙烯腈 锂离子电池 硅碳负极 电化学性能
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Li-SiO_(x)应用和面密度设计对高比能21700锂电池的影响
15
作者 雷博毅 王含冰 +3 位作者 潘庆瑞 许建峰 孙鹤 杨育圣 《电源技术》 北大核心 2025年第8期1606-1611,共6页
电动汽车续航里程的需求推动着锂离子电池能量密度的提升,以高镍(NCM911)为正极材料,Li-SiO_(x)和石墨掺混为负极材料,通过对正极面密度和负极Li-SiO_(x)与石墨掺混比例优化,成功制备出高比能21700圆柱型锂离子电池,比能量达到~300 Wh/k... 电动汽车续航里程的需求推动着锂离子电池能量密度的提升,以高镍(NCM911)为正极材料,Li-SiO_(x)和石墨掺混为负极材料,通过对正极面密度和负极Li-SiO_(x)与石墨掺混比例优化,成功制备出高比能21700圆柱型锂离子电池,比能量达到~300 Wh/kg。该电池具有良好的电化学性能,满足5 C充电倍率下恒流充入容量比大于70%,并改善电池低温性能,首次库仑效率在86%以上,1 C循环800次容量保持率大于80%。通过对正极面密度和Li-SiO_(x)掺混比例的优化,平衡了高比能量与倍率、循环性能之间的关系,为高比能锂离子电池的发展提供了有价值的参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 高比能 高镍 Li-SiO_(x) 面密度
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掺杂TiO_(2)杂化半固态高压锂离子电解液的研究
16
作者 许和伟 陈松 《现代化工》 北大核心 2025年第8期186-190,共5页
通过向1 mol/L LiPF_(6)-EC∶DMC(3∶7,体积比)电解液中添加0%、5%、10%、15%质量分数的TiO_(2),配制高安全高电压半固态电解液。电化学测试表明,添加5%TiO_(2)电解液的电池相比原电解液性能变差,且放电比容量衰减明显;添加10%TiO_(2)... 通过向1 mol/L LiPF_(6)-EC∶DMC(3∶7,体积比)电解液中添加0%、5%、10%、15%质量分数的TiO_(2),配制高安全高电压半固态电解液。电化学测试表明,添加5%TiO_(2)电解液的电池相比原电解液性能变差,且放电比容量衰减明显;添加10%TiO_(2)电解液的LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)/Li电池有最好的循环性能,1 C倍率下循环400圈后容量保持率98.4%。在倍率测试中添加10%TiO_(2)半固态电解质的电池性能和添加基础电解液的电池相似,这是因为添加10%TiO_(2)的电解液离子电导率稍微减低,但是离子迁移数明显增加。 展开更多
关键词 锂二次电池 半固态电解质 TiO_(2) 高电压 离子迁移数 LiNi_(0.5)Mn_(1.5)O_(4)
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镍碳修饰的硅亚微米线用于高效能锂离子电池负极 被引量：5
17
作者 陈欢 蒋力 +3 位作者 单沈桃 毛信表 马淳安 褚有群 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期270-275,共6页
电动汽车、便携式电子设备和储能设备等行业的快速发展,对高能量密度锂离子电池的需求日益迫切.硅材料由于具有最高的理论储锂容量,目前成为锂离子电池负极材料的研究热点.通过温和的溶液刻蚀工艺并结合热解还原法制备了镍、碳修饰的亚... 电动汽车、便携式电子设备和储能设备等行业的快速发展,对高能量密度锂离子电池的需求日益迫切.硅材料由于具有最高的理论储锂容量,目前成为锂离子电池负极材料的研究热点.通过温和的溶液刻蚀工艺并结合热解还原法制备了镍、碳修饰的亚微米一维结构硅负极材料,并对其进行结构分析和电化学研究.结果表明:制备所得的硅亚微米线表面实现了镍纳米粒子的均匀修饰和碳材料的包覆,在1C的电流密度下表现出900mAh/g的可逆储锂容量.一维结构设计与镍、碳修饰可以提升硅材料的循环与倍率性能,为高性能锂离子电池负极材料的制备提供可能. 展开更多
关键词 硅 亚微米线 锂离子电池 镍 碳
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锂离子电池高安全复合隔膜的挑战和未来展望 被引量：4
18
作者 钟国彬 姚鑫 +2 位作者 刘永超 侯倩 项宏发 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1794-1806,共13页
隔膜作为锂电池的重要结构组成部分,起阻隔正负极接触、吸收并固定电解液、传递离子等关键作用。锂电池用商用隔膜面临高温热收缩等问题,影响电池的持久安全性。本文首先简要介绍了锂离子电池隔膜在孔隙结构、电解液润湿性、结构/热/化... 隔膜作为锂电池的重要结构组成部分,起阻隔正负极接触、吸收并固定电解液、传递离子等关键作用。锂电池用商用隔膜面临高温热收缩等问题,影响电池的持久安全性。本文首先简要介绍了锂离子电池隔膜在孔隙结构、电解液润湿性、结构/热/化学/电化学稳定性以及隔膜-电解液相互作用等方面的要求,并通过对近期相关文献的探讨,重点综述了耐高温聚合物隔膜的研究进展;重点分析了高耐热聚合物基隔膜、阻燃添加剂涂敷隔膜和聚合物基底复合等策略对于阻燃多功能复合隔膜的改善机制;对于复合隔膜的锂枝晶抑制策略,主要介绍了物理阻隔锂枝晶生长、均匀化锂沉积和调控锂离子迁移通量三种方法。综合分析表明,通过减薄聚烯烃隔膜同时引入高性能薄涂层、掺杂固态电解质、开发高耐热聚合物基底隔膜等策略,有望在实现高安全性的同时获得高离子电导率。 展开更多
关键词 锂离子电池 高安全性 复合隔膜
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长寿命高镍锂电池界面重构电解液添加剂研究进展 被引量：3
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作者 韩卓 张丹丰 +3 位作者 王海先 郑国瑞 柳明 贺艳兵 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-27,共27页
高镍正极匹配锂金属负极是实现高比能锂电池的重要发展方向之一,然而,高比能锂电池体系存在体相结构稳定性差、与表界面难以兼容等共性问题,特别是在高截止电压、宽温域的实际工况条件下,表界面退化往往加速体相结构的破坏,造成电极材... 高镍正极匹配锂金属负极是实现高比能锂电池的重要发展方向之一,然而,高比能锂电池体系存在体相结构稳定性差、与表界面难以兼容等共性问题,特别是在高截止电压、宽温域的实际工况条件下,表界面退化往往加速体相结构的破坏,造成电极材料性能快速衰退。相较于离子掺杂和表面包覆等改性手段,基于溶剂-锂盐优化或功能性添加剂主导的电解液诱导界面重构改性工程,可以同时实现对高比能正负极材料电化学循环改性,易于大规模工业生产应用。其中,功能性添加剂能极大提升电极/电解液界面兼容性,同时有利于调控电解液溶剂化结构,利用其电化学氧化/还原活性特征改变高比能电极/电解液电化学界面行为,从而实现高比能锂电池稳定循环。本文论述了不同功能性电解液添加剂在高镍正极和负极表面的成膜性、界面吸附稳定性、界面协同演变、酸水杂质清除等方面改性作用,为筛选和设计特定功能化添加剂实现高比能高镍锂全电池的稳定循环提供了新思路。 展开更多
关键词 高镍锂电池 电解液添加剂 界面重构 电化学循环改性 低成本
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高比能量锂离子电池的全周期安全性 被引量：2
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作者 张越超 高金津 +1 位作者 高秀玲 马华 《电池》 CAS 北大核心 2024年第5期682-687,共6页
高比能量锂离子动力电池及安全性一直是研究的重点。以高镍三元材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)为正极活性物质、石墨复合硅氧材料为负极活性物质,制备300 W·h/kg的动力锂离子电池,研究电池从制成到循环衰减至容量保... 高比能量锂离子动力电池及安全性一直是研究的重点。以高镍三元材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)为正极活性物质、石墨复合硅氧材料为负极活性物质,制备300 W·h/kg的动力锂离子电池,研究电池从制成到循环衰减至容量保持率为75%的全周期安全性变化。通过加热测试,评价热稳定性变化,通过针刺测试,评价内短路耐受性的变化,并通过差示扫描量热(DSC)、SEM、四探针测试,分析安全性能变化的机制。电池在容量保持率100%(循环前)、80%、75%时的热失控温度分别为167℃、161℃和143℃,针刺热失控深度分别为1.99 mm、2.52 mm和3.54 mm。随着循环的进行,硅氧负极的固体电解质相界面(SEI)膜持续大幅增加,导致热稳定性下降,内短路耐受性提高。电解液的减少,导致电池生命后期的热失控放热量下降。 展开更多
关键词 锂离子电池 高镍正极 硅氧负极 全周期安全性 热稳定性 内短路耐受性
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